CN105618150B - 一种常温催化氧化甲醛植物纤维材料及制备方法 - Google Patents
一种常温催化氧化甲醛植物纤维材料及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105618150B CN105618150B CN201610014727.4A CN201610014727A CN105618150B CN 105618150 B CN105618150 B CN 105618150B CN 201610014727 A CN201610014727 A CN 201610014727A CN 105618150 B CN105618150 B CN 105618150B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- string
- room
- catalytic oxidation
- preparation
- temperature catalytic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 174
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 42
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims abstract description 40
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 16
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 16
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 14
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 13
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 11
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 11
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 11
- 238000005360 mashing Methods 0.000 claims description 10
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 9
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 9
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 7
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 7
- 238000010009 beating Methods 0.000 claims description 6
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 6
- 239000011268 mixed slurry Substances 0.000 claims description 6
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 claims description 6
- WAKTWVHWRCNIKU-UHFFFAOYSA-N S(=O)(=O)(O)O.[AlH3] Chemical compound S(=O)(=O)(O)O.[AlH3] WAKTWVHWRCNIKU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 4
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 3
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims description 3
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 claims description 2
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 claims description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000881 Modified starch Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004368 Modified starch Substances 0.000 claims description 2
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 claims description 2
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 claims description 2
- 235000019426 modified starch Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 2
- 239000010902 straw Substances 0.000 claims description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 2
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 claims 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims 1
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 claims 1
- 239000011122 softwood Substances 0.000 claims 1
- -1 stirred Substances 0.000 claims 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 5
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 abstract description 5
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 abstract description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 5
- 229930040373 Paraformaldehyde Natural products 0.000 abstract description 4
- 229920002866 paraformaldehyde Polymers 0.000 abstract description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 abstract description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 abstract 1
- 235000019256 formaldehyde Nutrition 0.000 description 42
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 5
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 5
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 5
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 4
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 2
- 235000011609 Pinus massoniana Nutrition 0.000 description 2
- 241000018650 Pinus massoniana Species 0.000 description 2
- 241000219000 Populus Species 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 238000004887 air purification Methods 0.000 description 2
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 210000000630 fibrocyte Anatomy 0.000 description 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- QFLWZFQWSBQYPS-AWRAUJHKSA-N (3S)-3-[[(2S)-2-[[(2S)-2-[5-[(3aS,6aR)-2-oxo-1,3,3a,4,6,6a-hexahydrothieno[3,4-d]imidazol-4-yl]pentanoylamino]-3-methylbutanoyl]amino]-3-(4-hydroxyphenyl)propanoyl]amino]-4-[1-bis(4-chlorophenoxy)phosphorylbutylamino]-4-oxobutanoic acid Chemical compound CCCC(NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@H](Cc1ccc(O)cc1)NC(=O)[C@@H](NC(=O)CCCCC1SC[C@@H]2NC(=O)N[C@H]12)C(C)C)P(=O)(Oc1ccc(Cl)cc1)Oc1ccc(Cl)cc1 QFLWZFQWSBQYPS-AWRAUJHKSA-N 0.000 description 1
- 206010067484 Adverse reaction Diseases 0.000 description 1
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 1
- 208000000059 Dyspnea Diseases 0.000 description 1
- 206010013975 Dyspnoeas Diseases 0.000 description 1
- 206010014561 Emphysema Diseases 0.000 description 1
- 206010030113 Oedema Diseases 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000006838 adverse reaction Effects 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000006673 asthma Diseases 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 1
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 125000002485 formyl group Chemical class [H]C(*)=O 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 230000007794 irritation Effects 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 210000002345 respiratory system Anatomy 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/26—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24
- B01J31/32—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24 of manganese, technetium or rhenium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8668—Removing organic compounds not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8665
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/02—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
- B01J31/06—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing polymers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
- B01J35/58—Fabrics or filaments
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/2073—Manganese
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/209—Other metals
- B01D2255/2092—Aluminium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/06—Polluted air
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开了一种常温催化氧化甲醛植物纤维材料及其制备方法，所述催化材料采用物理胞腔填充技术将活性组分粒子填入植物纤维细胞腔内，植物纤维为活性组分粒子的载体，活性组分选用纳米级二氧化锰粉体。本发明制备的常温催化氧化甲醛植物纤维材料，应用形式灵活多样；对甲醛的净化容量能够达到5.76mg/g，活性组分的填充度能够达到0.25g/g；内气体污染物在净化材料的催化氧化作用下将甲醛常温转化成无害的水和二氧化碳，不会产生二次污染；本发明制备常温催化氧化甲醛植物纤维材料的方法，制备工艺简单、低能耗、成本低；应用到的原材料及制备过程采用的化学助剂性能稳定，可以循环利用，不会造成环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种空气净化材料及其制备方法，特别是涉及一种常温催化氧化甲醛植物纤维材料及制备方法。
背景技术
甲醛是一种无色具有强烈刺激性气味的气体，能与人体内的蛋白结合，使其变性，破坏健康细胞，长时间处于低浓度甲醛环境中可引起胸闷、哮喘、呼吸困难、肺气肿、白血病、甚至癌变，人体一旦吸入高浓度甲醛后会出现呼吸系统的严重刺激和水肿、眼刺痛、头痛等不良反应，对人们的健康造成严重影响，严重的会危及生命。室内空气甲醛污染主要来源于装饰材料中的胶黏剂、涂料、油漆及室内陈列、生活用品，例如：家具、化纤地毯、泡沫塑料等，其甲醛的释放周期一般都在5～15年，甚至更久。因此研制高效、环保、无二次污染的空气净化材料具有重要的应用价值。
经对现有技术的检索发现：文献公开了一种具有除甲醛功能的纤维材料，所述纤维材料是以阳离子交换纤维为基体材料，以所述纤维材料的总体质量为100％计，其中各组分及质量百分含量如下：阳离子交换纤维24.8％～88.95％，表面活性剂0.05％～0.2％，高分子有机胺类化合物11％～75％。该去除甲醛材料在应用过程中容易受到使用环境温度、湿度等诸多外界因素的影响，产生游离的氨挥发到空气中，引入新的污染物。
发明内容
本发明的目的在于提供一种常温催化氧化甲醛植物纤维材料及其制备方法。植物纤维中含有的纤维素纤维含有大量的细胞腔，细胞腔间壁含有纹孔等通道，通过高速搅拌产生的剪切力、细胞腔内外压差及细胞腔内外溶液的浓度差，使活性组分粒子通过纤维端口和纹孔渗透，扩散到胞腔中，然后采用稳定助剂将填充的活性组分粒子稳定在细胞腔内壁上，从而制得常温催化氧化甲醛植物纤维材料。所述的去除甲醛的常温催化氧化植物纤维材料，可以将气体污染物甲醛催化氧化而转化为无害的水和二氧化碳，不受外界应用环境的影响，没有二次污染，对甲醛的净化容量大，净化效率快。
本发明是通过以下技术方案实现。
一种常温催化氧化甲醛植物纤维材料的制备方法，采用物理胞腔填充法将活性组分粒子经搅拌、疏散、浸渍，填充到预处理过的植物纤维中细胞腔的内壁上，制得常温催化氧化甲醛的植物纤维材料。
进一步地，在上述制备方法中，所述的植物纤维为活性组分的载体，其主要成分为漂白针叶木浆、漂白阔叶木浆、草浆、竹浆、棉浆中的一种或其中几种的组合。
进一步地，在上述制备方法中，所述的活性组分为纳米二氧化锰粉体。
本发明提供了一种常温催化氧化甲醛植物纤维材料的制备方法，包括如下步骤：
第一步、植物纤维预处理：称取一定量的绝干植物纤维，用打浆机进行疏解和轻度打浆；
第二步、活性组分填料制备：将一定量的活性组分粒子分散在硫酸铝水溶液中，搅拌，制得填料悬浮液；
第三步、植物纤维载体的制备：将第一步中配备好的浆料分散在的硫酸铝的水溶液中，分散均匀后，将打浆酶添加到分散的浆液中，继续搅拌、分散；
第四步、活性组分的负载：将第三步中制备好的植物纤维载体加入到活性组分填料悬浮液中，继续搅拌，然后向其中添加稳定助剂，继续对混合浆料处理3～5h。
第五步、植物纤维材料的后处理：用蒸馏水充分洗涤填充处理后的植物纤维，再用硫酸铝溶液洗涤，最后用清水冲洗，烘干，即得到常温催化氧化甲醛植物纤维材料。
进一步地，在上述制备方法中，优选地，包括如下步骤：
第一步、植物纤维预处理：称取一定量的绝干植物纤维，用打浆机进行疏解和轻度打浆，控制打浆度在15～65°SR，备用。其中打浆度优选25-45°SR。
第二步、活性组分填料制备：将一定量的活性组分粒子纳米级二氧化锰粉体(活性组分与绝干植物纤维载体质量比1.5～4.5:1)分散在0.05～0.35g/L硫酸铝水溶液中，控制活性组分粒子的质量浓度10～50g/L，在转速500～1500r/min的条件下搅拌，制得填料悬浮液，其中，活性组分与绝干植物纤维载体质量比优选为2.1-3.8:1。
第三步、植物纤维载体的制备：将第一步中配备好的浆料分散在0.05～0.35g/L的硫酸铝的水溶液中，植物纤维质量浓度控制在5～35g/L的范围内，在转速为500～1500r/min的条件下分散10min后，按打浆酶与绝干植物纤维质量比为0.1～1.5mL：1kg将打浆酶添加到分散的浆液中，继续搅拌、分散20～60min。
第四步、活性组分的负载：将第三步中制备好的植物纤维载体加入到活性组分填料悬浮液中，提高搅拌速度至1800～3200r/min，继续搅拌，分散25～45min，然后降低搅拌速度350～850r/min，并向其中添加稳定助剂，继续对混合浆料处理3～5h。
第五步、植物纤维纳米材料的后处理：用蒸馏水充分洗涤填充处理后的植物纤维，再用硫酸铝溶液洗涤1～3h，最后用清水冲洗，直至PH为6～8，在50～105℃条件下烘干，即得到常温催化氧化甲醛植物纤维材料。其中，烘干温度优选为70～90℃。
进一步地，在上述制备方法中，第一步中应用到的植物纤维长度要控制在0.10～4.15mm的范围内。
进一步地，在上述制备方法中，第四步中应用到稳定剂其组分为聚乙烯亚氨(PEI)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚氧化乙烯(PEO)、改性淀粉中的一种或其组合。稳定助剂与绝干植物纤维质量比为2～8mg：1g。
本发明提供上述述制备方法得到的常温催化氧化甲醛植物纤维材料。
发明有益效果
1、本发明制备的常温催化氧化甲醛植物纤维材料，其应用形式可以是絮状、添加到无纺布中、或是加工成纸、布等形式，直接黏贴或放置在家具，家电，汽车驾驶室的隐蔽处，可以做成工艺品摆放在家中，可以直接制作为空气净化器的滤芯材料，应用形式灵活多样。
2、本发明制备的常温催化氧化甲醛植物纤维材料，将纳米级活性组分填充到植物纤维细胞腔内壁上，大幅度的提升净化材料本身的比表面积，增加了室内气态污染物与活性组分的接触面积及碰撞概率，因而甲醛的去除速度快、净化效率高。
3、本发明制备的常温催化氧化甲醛植物纤维材料，是将室内气体污染物在净化材料的催化氧化作用下将甲醛常温转化成无害的水和二氧化碳，不会产生二次污染。
4、本发明制备的常温催化氧化甲醛植物纤维材料对甲醛的穿透容量能够达到5.76mg/g，活性组分的填充度能够达到0.25g/g。
5、本发明制备常温催化氧化甲醛植物纤维材料的方法，制备工艺简单、低能耗、成本低。应用到的原材料及制备过程采用的化学助剂性能稳定，可以循环利用，不会造成环境污染。
6、本发明常温催化氧化甲醛植物纤维材料制备工艺中添加了打浆酶，在植物纤维载体的制备过程中改变纤维细胞外壁的微观结构，使活性组分纳米粒子更容易填充到纤维细胞腔内，因而增加了有效组分在植物纤维细胞腔内的填充度。同时，加快浆料的处理速度，提升浆料的处理效果，降低了生产工艺的能耗。
具体实施方式：
下面对本发明的实施案例作详细说明：本实施案例均以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施案例方式和具体的实施过程，但是本发明的保护范围不限于下述的实施案例。
本发明的常温催化氧化植物纤维材料对甲醛的净化性能评价在Φ5mm、长280mm直型石英反应管反应器中进行，催化材料测试质量为0.2g，甲醛动态检测系统的甲醛发生浓度为2.40～3.60ppm，载气为空气。检测试验在室内温度18～35℃，相对湿度35～70％RH，常压环境条件下进行，反应气体积流量为500mL/min，由英国PPM公司htv-m记录型甲醛检测仪检测出甲醛浓度并计算得到甲醛穿透容量。
甲醛穿透容量为1g的常温催化氧化甲醛植物纤维材料净化的甲醛气体污染物的质量。
本发明的常温催化氧化植物纤维材料对活性组分粒子填充量的判定是将植物纤维材料样品在105℃条件下干燥6h，然后在575℃高温灼烧8h，测试其灰分含量。
灰分含量为1g的常温催化氧化甲醛植物纤维材料焙烧完后剩余的灰分质量。
实施例1
一种常温催化氧化甲醛植物纤维材料的制备方法，包括如下步骤：
所述填充载体植物纤维为漂白云杉化学浆，活性组分粒子为纳米二氧化锰粉体；
1、植物纤维预处理：称取一定质量的漂白云杉化学浆，用打浆机进行疏解和轻度打浆，控制打浆度在30°SR，备用；
2、活性组分填料制备：称取55g二氧化锰活性组分粒子(活性组分与绝干植物纤维载体质量比2.5:1)，分散在0.15g/L硫酸铝水溶液中，控制活性组分粒子的质量浓度15g/L，在转速800r/min的条件下搅拌，制得填料悬浮液；
3、植物纤维载体的制备：将第1步中配备好的浆料分散在0.15g/L的硫酸铝的水溶液中，植物纤维质量浓度控制在10g/L的范围内，在转速为1000r/min的条件下分散10min后，将打浆酶与绝干植物纤维按照质量比0.3mL：1kg将打浆酶添加到分散的浆液中，继续搅拌、分散30min；
4、活性组分的负载：将第3步中制备好的植物纤维载体加入到活性组分的填料悬浮液中，提高搅拌速度至1800r/min，继续搅拌，分散25min，然后降低搅拌速度500r/min，并向其中添加稳定助剂聚乙烯亚氨(PEI)110mg，对混合浆料处理3h；
5、植物纤维材料的后处理：用蒸馏水充分洗涤填充处理后的植物纤维，再用硫酸铝溶液洗涤1.5h，最后用清水冲洗，直至PH为7.5，在85℃条件下烘干，即得到常温催化氧化甲醛植物纤维材料。
上述制备方法得到的常温催化氧化甲醛植物纤维材料，其甲醛穿透容量为5.76mg/g，灰分含量为0.25g/g。
实施例2
一种常温催化氧化甲醛植物纤维材料的制备方法，包括如下步骤：
所述填充载体植物纤维为漂白马尾松化学浆与漂白杨木化学浆混合配制，活性组分粒子为纳米二氧化锰粉体；
1、植物纤维预处理：称取一定质量的漂白马尾松化学浆与漂白杨木化学浆(质量比1:2)，用打浆机进行疏解和轻度打浆，控制打浆度在35°SR，备用。
2、活性组分填料制备：准确称取65g，纳米级二氧化锰粉体(活性组分与绝干植物纤维载体质量比2.5：1)分散在0.25g/L硫酸铝水溶液中，控制活性组分粒子的质量浓度15g/L，在转速800r/min的条件下搅拌，制得填料悬浮液；
3、植物纤维载体的制备：将第1步中配备好的浆料分散在0.25g/L的硫酸铝的水溶液中，植物纤维质量浓度控制在25g/L的范围内，在转速为1200r/min的条件下分散10min后，按打浆酶与绝干植物纤维质量比0.15mL：1kg将打浆酶添加到分散的浆液中，继续搅拌、分散40min；
4、活性组分的负载：将第3步中制备好的植物纤维载体加入到活性组分的填料悬浮液中，提高搅拌速度至1800r/min，继续搅拌，分散30min，然后降低搅拌速度500r/min，并向其中添加稳定剂聚乙烯亚氨(PEI)130mg，对混合浆料处理3.5h；
5、植物纤维材料的后处理：用蒸馏水充分洗涤填充处理后的纸浆纤维，再用硫酸铝溶液洗涤2.5h，最后用清水冲洗，直至PH为7，在75℃条件下烘干，即得到常温催化氧化甲醛植物纤维材料。
上述制备方法得到的常温催化氧化甲醛植物纤维材料，其甲醛穿透容量是6.12mg/g，灰分含量0.36g/g。
Claims (7)
1.一种常温催化氧化甲醛植物纤维材料的制备方法，其特征在于，所述催化材料采用物理胞腔填充技术将活性组分粒子填入植物纤维细胞腔内；所述的活性组分选用纳米级二氧化锰粉体；
所述常温催化氧化甲醛植物纤维材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
第一步、植物纤维预处理：称取一定量的绝干植物纤维，用打浆机进行疏解和轻度打浆；
第二步、活性组分填料制备：将一定量的活性组分粒子分散在硫酸铝水溶液中，搅拌，制得填料悬浮液；
第三步、植物纤维载体的制备：将第一步中配备好的浆料分散在的硫酸铝的水溶液中，分散均匀后，将打浆酶添加到分散的浆液中，继续搅拌、分散；
第四步、活性组分的负载：将第三步中制备好的植物纤维载体加入到活性组分填料悬浮液中，继续搅拌，然后向其中添加稳定助剂，继续对混合浆料处理3～5h；
第五步、植物纤维材料的后处理：用蒸馏水充分洗涤填充处理后的植物纤维，再用硫酸铝溶液洗涤，最后用清水冲洗，烘干，即得到常温催化氧化甲醛植物纤维材料。
2.根据权利要求1所述常温催化氧化甲醛植物纤维材料的制备方法，其特征在于，所述的植物纤维为活性组分粒子的载体，植物纤维选自针叶木浆、阔叶木浆、草浆、竹浆、棉浆中的一种或其中几种的组合。
3.根据权利要求1所述常温催化氧化甲醛植物纤维材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
第一步、植物纤维预处理：称取一定量的绝干植物纤维，用打浆机进行疏解和轻度打浆，控制打浆度在15～65°SR，备用；
第二步、活性组分填料制备：将一定量的活性组分二氧化锰粉体分散在0.05～0.35g/L硫酸铝水溶液中，控制活性组分粒子的质量浓度10～50g/L，在转速500～1500r/min的条件下搅拌，制得填料悬浮液；
所述活性组分与绝干植物纤维质量比为1.5～4.5:1；
第三步、植物纤维载体的制备：将第一步中配备好的浆料分散在0.05～0.35g/L的硫酸铝的水溶液中，植物纤维质量浓度控制在5～35g/L的范围内，在转速为500～1500r/min的条件下分散10min后，按打浆酶与绝干植物纤维质量比0.1～1.5mL：1kg将打浆酶添加到分散的浆液中，继续搅拌、分散20～60min；
第四步、活性组分的负载：将第三步中制备好的植物纤维载体加入到活性组分填料悬浮液中，提高搅拌速度至1800～3200r/min，继续搅拌，分散25～45min，然后降低搅拌速度350～850r/min，并向其中添加稳定助剂，继续对混合浆料处理3～5h；
第五步、植物纤维材料的后处理：用蒸馏水充分洗涤填充处理后的植物纤维，再用硫酸铝溶液洗涤1～3h，最后用清水冲洗，直至pH为6～8，在50～105℃条件下烘干，即得到常温催化氧化甲醛植物纤维材料。
4.根据权利要求1所述常温催化氧化甲醛植物纤维材料的制备方法，其特征在于，第一步中应用到的植物纤维长度要控制在0.10～4.15mm的范围内。
5.根据权利要求1所述常温催化氧化甲醛植物纤维材料的制备方法，其特征在于，第四步中稳定助剂选自聚乙烯亚氨、聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、改性淀粉中的一种或其组合。
6.根据权利要求1所述常温催化氧化甲醛植物纤维材料的制备方法，其特征在于，第四步中稳定助剂与绝干植物纤维质量比为2～8mg：1g。
7.如权利要求1～6任意一项所述制备方法得到的常温催化氧化甲醛植物纤维材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610014727.4A CN105618150B (zh) | 2016-01-11 | 2016-01-11 | 一种常温催化氧化甲醛植物纤维材料及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610014727.4A CN105618150B (zh) | 2016-01-11 | 2016-01-11 | 一种常温催化氧化甲醛植物纤维材料及制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105618150A CN105618150A (zh) | 2016-06-01 |
| CN105618150B true CN105618150B (zh) | 2018-04-10 |
Family
ID=56033723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610014727.4A Expired - Fee Related CN105618150B (zh) | 2016-01-11 | 2016-01-11 | 一种常温催化氧化甲醛植物纤维材料及制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105618150B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106807451B (zh) * | 2017-01-18 | 2019-11-12 | 湖北工业大学 | 一种柔性铂甲醛室温氧化催化剂及其制备方法 |
| CN107754788B (zh) * | 2017-11-02 | 2020-09-18 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 常温下甲醛催化降解的催化剂及其制备方法和应用 |
| CN108176412B (zh) * | 2018-01-26 | 2021-03-30 | 华南理工大学 | 一种纤维/纳米二氧化锰复合材料及制备方法和应用 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001190965A (ja) * | 1999-10-29 | 2001-07-17 | Japan Pionics Co Ltd | 有害ガスの浄化剤及び浄化方法 |
| CN1583248A (zh) * | 2004-05-26 | 2005-02-23 | 鞍山市环境保护研究所 | 处理室内微污染空气的SiO2/TiO2复合纳米光催化膜及制法 |
| CN102240538A (zh) * | 2011-04-28 | 2011-11-16 | 长沙理工大学 | 竹纤维负载型二氧化钛光催化剂的制备方法 |
| CN103480267A (zh) * | 2013-04-22 | 2014-01-01 | 清华大学 | 空气净化材料及其制备方法和应用 |
| CN103846988A (zh) * | 2014-03-14 | 2014-06-11 | 福州大学 | 一种木材/纳米二氧化钛复合材料的制备方法 |
-
2016
- 2016-01-11 CN CN201610014727.4A patent/CN105618150B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001190965A (ja) * | 1999-10-29 | 2001-07-17 | Japan Pionics Co Ltd | 有害ガスの浄化剤及び浄化方法 |
| CN1583248A (zh) * | 2004-05-26 | 2005-02-23 | 鞍山市环境保护研究所 | 处理室内微污染空气的SiO2/TiO2复合纳米光催化膜及制法 |
| CN102240538A (zh) * | 2011-04-28 | 2011-11-16 | 长沙理工大学 | 竹纤维负载型二氧化钛光催化剂的制备方法 |
| CN103480267A (zh) * | 2013-04-22 | 2014-01-01 | 清华大学 | 空气净化材料及其制备方法和应用 |
| CN103846988A (zh) * | 2014-03-14 | 2014-06-11 | 福州大学 | 一种木材/纳米二氧化钛复合材料的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 马尾松纤维细胞腔加填的研究;夏庆根等;《China Pulp & Paper Industry》;20050831;第26卷(第8期);第55页第1栏第2段、第2栏第2段、第3栏第2-3段 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105618150A (zh) | 2016-06-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102711702B (zh) | 包含复合材料的吸收制品 | |
| CN105618150B (zh) | 一种常温催化氧化甲醛植物纤维材料及制备方法 | |
| CN102080346B (zh) | 阳离子纳米微晶纤维素作为纸张增强剂的应用 | |
| CN102080343B (zh) | 阴离子纳米微晶纤维素作为纸张增强剂的应用 | |
| CN110038529A (zh) | 一种三维纤维基复合气凝胶型吸附剂的制备方法 | |
| CN107265434A (zh) | 一种竹制纳米纤维素/还原氧化石墨烯复合碳气凝胶的制备方法及其应用 | |
| CN104069879A (zh) | 一种二氧化钛/羟基磷灰石复合光催化剂的制备方法 | |
| CN106621558A (zh) | 一种制备抑菌过滤材料的方法 | |
| CN109876780A (zh) | 一种除磷吸附剂及其制备方法 | |
| CN107915867A (zh) | 一种秸秆纤维素水凝胶‑CdS纳米量子点复合物及其制备方法 | |
| CN108176412A (zh) | 一种纤维/纳米二氧化锰复合材料及制备方法和应用 | |
| CN102912682A (zh) | 一种掺有粘胶基活性炭纤维汽车滤清器用滤纸及其制备方法 | |
| CN109137133A (zh) | 一种丝瓜络纤维素/壳聚糖复合纤维的制备方法 | |
| CN106927520A (zh) | 一种用于造纸污水的处理剂及其制备方法 | |
| CN109173645A (zh) | 一种甲醛净化材料改性工艺、甲醛净化材料及装置 | |
| CN110124618A (zh) | 一种水滑石-植物纤维素复合小球及其制备方法与应用 | |
| CN116495733B (zh) | 高比表面积竹质活性炭的制备方法以及竹质活性炭 | |
| CN105200662A (zh) | 一种银杏叶抗菌无缝墙纸用稻草纤维与麻纤维混合无纺布及其制备方法 | |
| CN105435823B (zh) | 一种菱形十二面体磷酸银光催化剂及制备与应用 | |
| CN107189692A (zh) | 一种硅钛气凝胶吸附与光催化内墙涂料及其制备方法 | |
| CN106345429A (zh) | 一种甘蔗渣基阴离子吸附剂及其制备方法和用途 | |
| CN110016731A (zh) | 一种量子钛纤维材料 | |
| CN105603716A (zh) | 一种纯棉织物的易去污整理方法 | |
| CN108892454A (zh) | 一种调湿硅藻泥材料及其制备方法 | |
| CN109467155A (zh) | 一种颗粒型过氧化钙缓释剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180410 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |